Schall

Schall entsteht im Allgemeinen dann, wenn Materie periodisch schwingt. Geschieht das in Luft, spricht man von Luftschall, wobei die an den Schwingungskörper angrenzende Luft mitschwingt, so dass sich Schallwellen ablösen. Bei Raumtemperatur pflanzt sich Schall in Luft mit 340 m/s, im Wasser mit 1 483 m/s und in Stahl mit 5 800 m/s fort.

Für den Lautstärkeeindruck ist in erster Linie der so genannte Schalldruck maßgebend, das ist die periodische Druckerhöhung, die Schwellen z.B. in Luft unter atmosphärischem Druck hervorrufen. Beim normalen Sprechen entsteht in 1 m Abstand ein Schalldruck von etwa 0,1 N/m (Newton je Quadratmeter oder Pascal [Pa]); die Schmerzschwelle liegt bei etwa 100 Pa oder 1 mb (Millibar).

Als Frequenz bezeichnet man beim Schall die Anzahl der Druckmaxima je Sekunde. Vom Menschen können im Allgemeinen Schallschwingungen zwischen 16 Hz und 16 000 Hz wahrgenommen werden, darunter liegt der so genannte Infraschall, darüber der Ultraschall. Der Hörbereich umfasst etwa 10 Oktaven (Frequenzschritte im Verhältnis von jeweils 1 : 2, 1/3 Oktave ist eine Terz).

Die Schallintensität, die quadratisch mit der Entfernung von der Schallquelle abnimmt, ist als Schallenergie in Flächeneinheit definiert und wird meist in W/m² angegeben.

Das wichtigste Maß für den Schalleindruck ist der so genannte Schalldruckpegel oder Lautstärke. Die entsprechende Skala beginnt mit 0 Dezibel (dB) an der Hörschwelle, für die ein Schalldruck von 2 x 10 -5 Pa festgelegt wurde. Die Schallpegelskala ist logarithmisch geteilt, weshalb die jeweils halbe Lautstärke einem etwa 10 dB niedrigeren Schallpegel entspricht; die Schmerzgrenze liegt bei etwa 130 dB. Weil etwa ein 50-Hz-Ton weniger laut empfunden wird als ein 1 000-Hz-Ton gleichen Schalldruckes, sind so genannte Bewertungskurven eingeführt worden, die durch Verstärker und Filter in Messgeräten bei den Schallmessungen berücksichtigt werden. Die gebräuchlichste A-Kurve (dB(A)) erfasst zwar einen großen Frequenzbereich, ist aber an die 30-dB-Kurve gleicher Lautstärke angepasst.

Bei einer einzelnen sinusförmigen Schallschwingung spricht man von "Ton", bei mehreren Tönen verschiedener Frequenzen von "Klang", beim Zusammenwirken vieler unregelmäßiger Einzeltöne von "Geräusch"; "Lärm" ist ein als störend empfundenes Geräusch.